一种聚酰亚胺加工用聚合反应设备制造技术

本发明专利技术提出了一种聚酰亚胺加工用聚合反应设备，包括：反应釜和搅拌机构，其中：搅拌机构包括竖直布置在反应釜的搅拌轴、安装在搅拌轴上的搅拌叶、以及驱动搅拌轴旋转的动力组件；搅拌机构具有进口位于搅拌轴上、出口位于搅拌叶上的进料通道。本发明专利技术可有效解决反应釜内部中心温度过高的问题，并增强反应物的有效利用率。

【技术实现步骤摘要】
一种聚酰亚胺加工用聚合反应设备
本专利技术涉及聚合反应设备
，具体涉及一种聚酰亚胺加工用聚合反应设备。
技术介绍
聚酰亚胺薄膜是现今需求量最大的聚酰亚胺产品之一，其优异的耐电晕性、耐辐射性、介电性能及尺寸稳定性使得高性能聚酰亚胺薄膜材料的需求不断增加。由于聚酰亚胺主链中大量的酰亚胺环及苯环结构，其分子链间存在较强的分子间作用力，使得聚酰亚胺分子链结构紧密，表现出难溶难熔的特性，成为聚酰亚胺大量生产加工的阻碍，影响了聚酰亚胺薄膜产品在更多应用领域的发展。为了避免溶解性的问题，聚酰亚胺薄膜的生产主要采用两步法，先合成聚酰胺酸溶液，再经过预烘过程和热亚胺化处理的流延法成膜工艺制备聚酰亚胺薄膜。酰胺酸通常由二酐和二胺在非质子极性溶剂中于低温下反应制得，具体操作方式是先加入二胺，后加二酐，这是由于二胺溶解度高，二酐溶解度低，若先加入二酐会与溶剂中的水分发生水解。然而由于在聚合过程中，二酐与二胺发生放热反应，聚合溶液粘度也随之增加，且其浆料具有绝热性、导热性差，造成釜内中心部位的热量很难向四周传递，中心温度过高，影响反应效果。
技术实现思路
为了解决
技术介绍
存在的技术问题，本专利技术提出的一种聚酰亚胺加工用聚合反应设备。需要说明的是：本申请文件中所述的流迎流面为搅拌轴在旋转过程中，搅拌叶迎向流体一面；所述背流面为与迎流面相对的叶面；所述第一单体和第二单体为可产生放热反应的两种物质。本专利技术提出的一种聚酰亚胺加工用聚合反应设备，包括：反应釜和搅拌机构，其中：搅拌机构包括竖直布置在反应釜的搅拌轴、安装在搅拌轴上的搅拌叶、以及驱动搅拌轴旋转的动力组件；搅拌机构具有进口位于搅拌轴上、出口位于搅拌叶上的进料通道。优选地，还包括用于向反应釜内输送溶剂的进料机构、用于向反应釜内输送第二单体的上料机构；反应釜的顶部具有用于投放第一单体的第一投料口、用于投放第二单体的第二投料口、以及用于注入溶剂的注液口；进料机构具有第一出液口和第二出液口，所述第一出液口与注液口连接，所述第二出液口与进料通道的进口连通；上料机构具有第一出料口和第二出料口，所述第一出料口与第二投料头连接，第二出料口与进料通道的进口连接。优选地，第二出液口经冷却器与搅拌轴的内腔连通。优选地，进料通道的进口设有两个；进料机构中的第二出液口与进料通道中的其中一个进口连接，上料装置中的第二出料口与进料通道中的另一个进口连接。优选地，搅拌叶上的出口设有多个，且沿搅拌轴的径向方向，出口的密度由靠近搅拌轴的一端向远离搅拌轴的一端依次递减。优选地，出口为鱼鳞孔。优选地，出口位于搅拌叶的迎流面或背流面上。优选地，出口位于搅拌叶的上表面或下表面。优选地，反应釜的顶部还设有用于投放第二单体的第二投料口，上料机构的出料口包括第一出料口和第二出料口，所述第一出料口与第二投料口连接，所述第二出料口与搅拌轴的内腔连通。优选地，反应釜的内外壁之间设有冷却水套。优选地，搅拌叶的横截面形状为波浪形结构。优选地，搅拌轴的一端穿过反应釜伸至反应釜的外部，且搅拌轴位于反应釜外部的一端开放以形成第一通口，搅拌轴位于反应釜外部一端的侧壁设有与其内腔导通的第二通口；进料机构的第二出液口与第一通口连接，上料机构的输出端与第二通口连接。优选地，搅拌轴包括上轴体和与上轴体同轴连接并可相对上轴体转动的下轴体；所述上轴体位于反应釜的外部，第一通口和第二通口均位于上轴体上。优选地，动力组件包括电机、固定安装在电机输出轴上主动轮、固定安装在下轴体上的从动轮、以及连接主动轮与从动轮的传动带或传动链。本专利技术中，通过在搅拌机构中设置进料通道，并使进料通道的进口位于搅拌轴上，使进料通道的出口位于搅拌叶上，工作中，利用该进料通道向反应釜内输送所需物料，以使所输送的物料随着搅拌机构的旋转由位于搅拌叶表面的出口逐步混入釜内，以使后加物料与预先加入釜内的物料在初始混合的均匀性，避免后加物料因局部过剩而使其未能及时反应便因水解而失去活性，丧失反应的等当量性的问题。同时，在反应过程中，由搅拌机构中排出的物料又能与釜内物料进行热交换，从而避免其中心温度过高，且能对搅拌叶的叶面进行润滑，进而可有效降低搅拌叶与浆料的摩擦热。因此，本专利技术可有效解决反应釜内部中心温度过高的问题，并保障反应的有效率。附图说明图1为本专利技术提出的一种聚酰亚胺加工用聚合反应设备的结构示意图。具体实施方式参照图1，本专利技术提出的一种聚酰亚胺加工用聚合反应设备，包括：反应釜1和搅拌机构，其中：搅拌机构包括竖直布置在反应釜1的搅拌轴4、安装在搅拌轴4上的搅拌叶5、以及驱动搅拌轴4旋转的动力组件；搅拌机构具有进口位于搅拌轴4上、出口51位于搅拌叶5上的进料通道。具体工作方式如下：预先向釜内注入溶剂(如二甲基乙酰胺DMAc或N-甲基吡咯烷酮NMP)，并向釜内投放第一单体(如二胺)，并由搅拌机构将第一单体与溶剂搅拌均匀；在搅拌过程中，向进料通道内部注入第二单体(如二酐)，以使第二单体经由搅拌叶5表面的出口51在搅拌过程中逐步混入釜内，以增强第二单体与第一单体瞬间反应的有效率，避免第二单体因局部反应过剩而使其未能及时反应便因水解而失去活性，丧失反应的等当量性的问题，且新进入的物料又能气道降温的目的；同时，在反应过程中，随着釜内温度的升高和内部浆料粘度的增加，再向进料通道内注送溶剂，以在反应过程中一边对釜内中心部位进行降温，一边对釜内浆料进行稀释，且由于溶剂是由搅拌叶5的叶面排出，具有良好的润滑效果，进而可有效降低搅拌叶5与浆料的摩擦热。在具体实施过程中，还包括用于向反应釜1内输送溶剂的进料机构2、用于向反应釜1内输送第二单体的上料机构3；反应釜1的顶部具有用于投放第一单体的第一投料口、用于投放第二单体的第二投料口、以及用于注入溶剂的注液口；进料通道的进口设有两个；进料机构2具有第一出液口和第二出液口，所述第一出液口与注液口连接，所述第二出液口与进料通道中的其中一个进口连通；上料机构3具有第一出料口和第二出料口，所述第一出料口与第二投料头连接，第二出料口与进料通道中的另一个进口连接。在具体使用过程中，可以根据反应进度和需要第二单体可以选择由第二投料口投料或由搅拌机构中的进料通道注入(即由搅拌叶5上的通口51排料)，溶剂可以选择直接由注液口注入或由搅拌机构中的进料通道注入。由上可知，本专利技术既可以保障反应的有效率，同时在反应过程中可由釜内中心部位进行降温，以避免反应过程中釜内中心温度过高的问题。此外，本实施例中，第二出液口经冷却器与搅拌轴4的内腔连通，以使溶剂在进入搅拌轴4前预先经冷却器降温冷却，进而增强对釜内中心部位的降温效果。且由于反应釜1在反应过程中，其中心温度很难得到及时发散，因此，釜内中心温度始终高于其周边温度，因此，本实施例将搅拌叶5沿搅拌轴4的径向方向，其表面的各出口51的密度由靠近搅拌轴4的一端向远离搅拌轴4的一端依次递减，以使釜内中心部位的物料进入量大于其周边物料进量，进而增大对中心部位的降温速度。...

【技术保护点】
1.一种聚酰亚胺加工用聚合反应设备，其特征在于，包括：反应釜(1)和搅拌机构，其中：/n搅拌机构包括竖直布置在反应釜(1)的搅拌轴(4)、安装在搅拌轴(4)上的搅拌叶(5)、以及驱动搅拌轴(4)旋转的动力组件；搅拌机构具有进口位于搅拌轴(4)上、出口(51)位于搅拌叶(5)上的进料通道。/n

【技术特征摘要】
1.一种聚酰亚胺加工用聚合反应设备，其特征在于，包括：反应釜(1)和搅拌机构，其中：
搅拌机构包括竖直布置在反应釜(1)的搅拌轴(4)、安装在搅拌轴(4)上的搅拌叶(5)、以及驱动搅拌轴(4)旋转的动力组件；搅拌机构具有进口位于搅拌轴(4)上、出口(51)位于搅拌叶(5)上的进料通道。


2.根据权利要求1所述的聚酰亚胺加工用聚合反应设备，其特征在于，还包括用于向反应釜(1)内输送溶剂的进料机构(2)、用于向反应釜(1)内输送第二单体的上料机构(3)；反应釜(1)的顶部具有用于投放第一单体的第一投料口、用于投放第二单体的第二投料口、以及用于注入溶剂的注液口；进料机构(2)具有第一出液口和第二出液口，所述第一出液口与注液口连接，所述第二出液口与进料通道的进口连通；上料机构(3)具有第一出料口和第二出料口，所述第一出料口与第二投料头连接，第二出料口与进料通道的进口连接。


3.根据权利要求2所述的聚酰亚胺加工用聚合反应设备，其特征在于，第二出液口经冷却器与搅拌轴(4)的内腔连通。


4.根据权利要求2所述的聚酰亚胺加工用聚合反应设备，其特征在于，进料通道的进口设有两个；进料机构(2)中的第二出液口与进料通道中的其中一个进口连接，上料装置(3)中的第二出料口与进料通道中的另一个进口连接。


5.根据权利要求1所述的聚酰亚胺加工用聚合反应设备，其特征在于，搅拌叶(5)上的出口(51)设有多个，且沿搅拌轴(4)的径向方向，出口...

【专利技术属性】
技术研发人员：祝春才，柳武军，许辉，曹河文，张群，
申请(专利权)人：浙江中科玖源新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33